De skjærkraft Det er en sammensatt kraft som er preget av å være parallell med overflaten den utøves på og har en tendens til å dele kroppen, fortrenger seksjonene som følger av kuttet..
Det er skjematisk representert i figur 1, hvor en skjærekraft påført på to forskjellige punkter i en treblyant er vist. Skjærkraften krever i sin tur to parallelle og motsatte krefter, som avhengig av intensitet er i stand til å deformere blyanten eller definitivt knekke den..
Så selv om vi snakker om skjærkraften i entall, gjelder de i virkeligheten to krefter, siden skjærkraft er en sammensatt kraft. Disse kreftene består av to krefter (eller flere, i komplekse tilfeller) påført på forskjellige punkter på et objekt.
To krefter av samme størrelse og motsatt retning, men med parallelle handlingslinjer, utgjør a dreiemoment. Dreiemomentene gir ikke oversettelse til objektene, siden de resulterende er null, men de gir netto dreiemoment.
Med et par roteres gjenstander som rattet på et kjøretøy, eller de kan deformeres og ødelegges, som i tilfelle blyanten og treplaten vist i figur 2.
Artikkelindeks
Sammensatte krefter er en del av den såkalte overflatekrefter, nettopp fordi de påføres kroppens overflate og ikke på noen måte er knyttet til deres masse. For å avklare poenget, la oss sammenligne disse to kreftene som ofte virker på objekter: vekt og friksjonskraft..
Vektens størrelse er P = mg, og siden den avhenger av kroppens masse, er den ikke en overflatekraft. Det er en massestyrke, og vekt er det mest karakteristiske eksemplet.
Friksjon avhenger imidlertid av kontaktflatene og ikke av massen til kroppen den virker på, derfor er det et godt eksempel på overflatekrefter som ofte dukker opp..
Overflatekrefter kan være enkel eller forbindelse. Vi har allerede sett et eksempel på en sammensatt kraft i skjærkraften, og for sin del blir friksjon representert som en enkel kraft, siden en enkelt pil er nok til å representere den i objektets isolerte kroppsdiagram..
Enkle krefter er ansvarlige for å trykke endringer i kroppens bevegelse, for eksempel vet vi at den kinetiske friksjonskraften mellom et bevegelig objekt og overflaten det beveger seg på, resulterer i en reduksjon i hastighet.
Tvert imot har sammensatte krefter en tendens til å deformere legemer, og når det gjelder saks eller saks, kan sluttresultatet bli kutt. Andre overflatekrefter som spenning eller kompresjon, forlenger eller komprimerer kroppen de virker på.
Hver gang tomaten kuttes for å tilberede sausen eller en saks brukes til å skjære et ark, gjelder prinsippene som er beskrevet. Skjæreverktøy har vanligvis to skarpe metallblader for å påføre skjærkraften på tverrsnittet av gjenstanden som skal hugges..
Effekten av skjærkraften avhenger av størrelsen på kraften og området den virker på, så når man konstruerer begrepet skjærspenning, som tar hensyn til både kraft og areal.
Denne innsatsen har andre betydninger som ren styrke eller skjærspenning og i sivile konstruksjoner er det ekstremt viktig å vurdere det, siden mange svikt i konstruksjoner kommer fra skjærekreftene..
Dens nytte forstås umiddelbart når man vurderer følgende situasjon: anta at du har to stenger av samme materiale, men ulik tykkelse som utsettes for økende krefter til de går i stykker..
Det er tydelig at for å bryte den tykkere stangen, må større kraft påføres, men innsatsen er den samme for alle stenger som har samme sammensetning. Tester som dette er hyppige innen ingeniørarbeid, gitt viktigheten av å velge riktig materiale for at den projiserte strukturen skal fungere optimalt..
Matematisk, hvis skjærspenningen er betegnet som τ, Til størrelsen på den påførte kraften som F og til området som den virker som A, har vi den gjennomsnittlige skjærspenningen:
τgjennomsnitt= F / A
Å være forholdet mellom styrke og areal, er innsatsenheten i det internasjonale systemet newton / mto, kalt Pascal og forkortet Pa. I det engelske systemet brukes pundkraft / fot to og pund-kraft / tommeto.
Imidlertid blir gjenstanden som utsettes for skjærspenningen i mange tilfeller deformert og gjenoppretter deretter sin opprinnelige form uten å bryte, når stresset har opphørt å virke. Anta at deformasjonen består av en endring i lengden.
I dette tilfellet er spenningen og deformasjonen proporsjonal, derfor kan følgende vurderes:
Ren styrke Deform Enhetsdeformasjon
Symbolet ∝ betyr "proporsjonalt med" og når det gjelder enhetsdeformasjon, er det definert som kvotienten mellom endringen i lengde, som vil bli kalt AL og den opprinnelige lengden, kalt Leller. På denne måten:
τ ∝ (ΔL / L.eller)
Å være et kvotient mellom to lengder, har belastningen ingen enheter, men når likhetssymbolet plasseres, må proporsjonalitetskonstanten gi dem. Å ringe G til sa konstant:
τ = G (ΔL / L.eller)
G kalles skjærmodul eller skjæremodul. Den har Pascal-enheter i det internasjonale systemet, og verdien avhenger av materialets natur. Slike verdier kan bestemmes i laboratoriet ved å teste virkningen av forskjellige krefter på prøver med variert sammensetning..
Når det kreves å bestemme størrelsen på skjærkraften fra forrige ligning, er det nok å erstatte definisjonen av spenning:
τ = F / A = G (ΔL / L.eller)
Og klart:
F = A × G (ΔL / L.eller)
Skjærkrefter er svært hyppige, og effektene må tas i betraktning i mange aspekter av vitenskap og teknologi. I konstruksjoner vises de på bjelkens støttepunkter, de kan oppstå under en ulykke og knekke et bein, og deres tilstedeværelse er i stand til å endre maskinens drift..
De handler i stor skala på jordskorpen, forårsaker bergbrudd og geologiske ulykker, takket være tektonisk aktivitet. Derfor er de også ansvarlige for å kontinuerlig forme planeten.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.